基于三维随机细观模型的沥青混合料断裂行为研究

为了从细观层次研究沥青混合料内部损伤失效机理，采用三维激光扫描技术获取真实集料三维形态信息，根据其形态特征参数提出一种三维随机凹凸型集料建模方法，并构建三维虚拟集料库。使用Monte Carlo方法构建AC-13三维虚拟试件，利用多刚体动力学方法模拟试件压实过程。采用截面算法获取沥青混合料二维细观模型，在模型有效性和准确性得到验证的基础上利用该模型开展虚拟间接拉伸试验，运用内聚力模型和广义Maxwell模型表征沥青混合料断裂行为和黏弹特性，引入断裂损伤指标D_m量化其内部损伤，并利用虚拟试验探讨温度对沥青混合料断裂行为的影响。结果表明，在宏观层次，主裂纹不受温度影响，沿着粗集料的边界逐渐发展直至试件破坏；在细观层次，相较于沥青内部界面单元，沥青-集料界面单元更易出现损伤，更快达到损伤失效点，且受温度影响显著。